CN113507633A - 一种声音数据处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种声音数据处理方法和装置，包括M组扬声器；音频解码电路被配置为获取音频数据，将音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数N混音成N路声道信号，N路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号；M个功放电路包括用于接收单一声道信号的功放电路和用于接收混合声道信号的功放电路；每一个功放电路与一组扬声器相对应；其中，至少两个功放电路用于接收同一路混合声道信号；M、N均为正整数，且M＞N；用于接收混合声道信号的功放电路，被配置为对混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。使得声音数据处理装置对声道划分全面且多组扬声器多方位发声。

Description

一种声音数据处理方法和装置
技术领域
本申请涉及多媒体技术领域，尤其涉及一种声音数据处理方法和装置。
背景技术
为了追求更好的音效，越来越多的视频被制作成多声道视频。例如，2.1声道视频可解码为左、右声道信号和低音声道信号；5.1声道的视频可解码成中置声道信号，左、右声道信号，左、右环绕声道信号和低音声道信号。
现有的智能电视通常只配置左右两个扬声器，因此当智能电视再进行视频播放时，会将视频声音解码为左右声道信号后通过两个扬声器发出声音；当智能电视播放多声道视频时，除左右声道信号以外的其他声道信号需向下混合于左右声道信号中，通过仅有的两个扬声器发出声音。
由此可以看出，现有的智能电视对于多声道视频的播放，无法对除左右声道信号以外的其他声道信号的进行独立播放，会降低用户的视听体验。
发明内容
本申请提供了一种声音数据处理装置及声音数据处理方法，可用于解决现有智能电视对于多声道视频的播放，无法对除左右声道信号以外的其他声道信号的进行独立播放的技术问题。
第一方面，本申请提供一种声音数据处理装置，包括M组扬声器、音频解码电路和M个功放电路。
音频解码电路，所述音频解码电路被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数N，混音成N路声道信号，所述N路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号；
M个功放电路，包括用于接收单一声道信号的功放电路和用于接收混合声道信号的功放电路；每一个功放电路与一组扬声器相对应；
其中，至少两个所述功放电路用于接收同一路所述混合声道信号；M、N均为正整数，且M＞N；
所述用于接收单一声道信号的功放电路，被配置为对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；
所述用于接收混合声道信号的功放电路，被配置为对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。
结合第一方面，在一种可实现方式中，用于接收同一路所述混合声道信号的不同功放电路，对所述混合声道信号进行过滤方式不同。
结合第一方面，在一种可实现方式中，还包括控制器，被配置为：获取当前声音数据处理装置的音效状态，所述音效状态包括开启和关闭；当音效状态开启时，提供给M组扬声器播放不同声道信号；当音效状态关闭时，提供给M组扬声器播放相同声道信号。
结合第一方面，在一种可实现方式中，提供一种声音数据处理装置，包括4组扬声器、音频解码电路和4种功放电路，4组扬声器包括一组主音左、右扬声器，一组低音左、右扬声器，一组天空音左、右扬声器和一组环绕音左、右扬声器；所述4种功放电路用于接收混合声道信号的主音功放电路和低音功放电路，以及，用于接收单一声道信号的天空音功放电路和环绕音功放电路，且每一个功放电路与一组扬声器相对应。
音频解码电路，被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数3，混音成3路声道信号，所述3路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号。
所述音频解码电路被配置为：将音频数据解码成左右声道信号、低音声道信号、环绕低音声道信号和天空音声道信号；将所述左右声道信号和所述低音声道信号打包混音得到混合声道信号；将所述混合声道信号通过主音功放电路，过滤掉小于等于预设频率的声道信号，驱动一组主音左、右扬声器；将所述混合声道信号通过低音功放电路，过滤掉大于预设频率的声道信号，驱动一组低音左、右扬声器；将天空音声道信号通过天空音功放电路，驱动一组天空音左、右扬声器；将环绕声道信号通过环绕音功放电路，驱动一组环绕音左、右扬声器。
结合第一方面，在一种可实现方式中，提供一种声音数据处理装置，包括4组扬声器、音频解码电路及4种功放电路，4组扬声器包括一组主音左、右扬声器，一组低音左、右扬声器，一组天空音左、右扬声器和一组中置音左、右扬声器；所述4种功放电路包括用于接收混合声道信号的主音功放电路和低音功放电路，以及，用于接收单一声道信号的天空音功放电路和中置音功放电路，且每一个功放电路与一组扬声器相对应。
音频解码电路，被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数3，混音成3路声道信号，所述3路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号。
所述音频解码电路被配置为：将音频数据解码成左右声道信号、低音声道信号、中置声道信号和天空音声道信号；将所述左右声道信号和所述低音声道信号打包混音得到混合声道信号；将所述混合声道信号通过主音功放电路，过滤掉小于等于预设频率的声道信号，驱动一组主音左、右扬声器；将所述混合声道信号通过低音功放电路，过滤掉大于预设频率的声道信号，驱动一组低音左、右扬声器；将天空音声道信号通过天空音功放电路，驱动一组天空音左、右扬声器；将中置声道信号通过中置音功放电路，驱动一组中置音左、右扬声器。
由以上技术方案可知，本申请第一方面提供一种声音数据处理装置，包括M组扬声器、音频解码电路和M个功放电路。音频解码电路被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数N，混音成N路声道信号，所述N路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号；M个功放电路，包括用于接收单一声道信号的功放电路和用于接收混合声道信号的功放电路；每一个功放电路与一组扬声器相对应；其中，至少两个所述功放电路用于接收同一路所述混合声道信号；M、N均为正整数，且M＞N；所述用于接收单一声道信号的功放电路，被配置为对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；所述用于接收混合声道信号的功放电路，被配置为对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；用于接收同一路所述混合声道信号的不同功放电路。
第二方面，本身请提供一种声音数据处理方法，所述方法包括如下步骤：
获取当前声音数据处理装置的音效状态，以及，当前视频的音频数据和所述音频数据的声道数；
如果所述音效状态开启且所述音频数据的声道数大于等于扬声器的组数，将所述音频数据解码成至少1路混合声道信号和单一声道信号；
对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；
对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。
结合第二方面，在一种可能实现方式中，对于同一路所述混合声道信号的不同功放电路，对所述混合声道信号的过滤方式不同。
结合第二方面，在一种可能实现方式中，获取当前声音数据处理装置的音效状态之后，所述方法还包括：
如果所述音效状态开启且所述音频数据的声道数小于扬声器的组数，将所述音频数据通过音效处理虚拟生成至少1路混合声道信号和单一声道信号。
如果所述音效状态关闭且所述音频数据的声道数大于等于扬声器的组数，将所述音频数据向下混音成左右声道信号，以及复制所述左右声道信号至不同的声道信号。
如果所述音效状态关闭且所述音频数据的声道数小于扬声器的组数，将音频数据复制到不同的声道信号。
由以上技术方案可知，本申请第二方面提供一种声音数据处理方法，所述方法包括如下步骤：获取当前声音数据处理装置的音效状态，以及，当前视频的音频数据和所述音频数据的声道数；如果所述音效状态开启且所述音频数据的声道数大于等于扬声器的组数，将所述音频数据解码成至少1路混合声道信号和单一声道信号；单一声道信号通过对应的功放电路放大，驱动对应的一组扬声器发出声音；混合声道信号通过对应的功放电路过滤、放大，驱动对应的一组扬声器发出声音。声道划分全面且可多组扬声器多方位发声。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中的显示设备与控制装置之间操作场景的示意图；
图2为本申请实施例中控制装置100的硬件配置框图；
图3为本申请实施例中显示设备200的硬件配置框图；
图4为本申请实施例中显示设备200的软件配置示意图；
图5为本申请实施例中多组扬声器在显示设备的分布示意图；
图6为本申请实施例中一种多组扬声的音频数据处理结构框图；
图7为本申请实施例中一种多组扬声器音频数据处理电路架构图；
图8为本申请实施例中又一种多组扬声的音频数据处理结构框图；
图9为本申请实施例中一种声音数据处理方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请示例性实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本申请中示出的示例性实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整技术方案。
应当理解，本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
本申请中使用的术语“模块”，是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。
本说明书通篇提及的“多个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”或“实施例”等，意味着结合该实施例描述的具体特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，本说明书通篇出现的短语“在多个实施例中”、“在一些实施例中”、“在至少另一个实施例中”或“在实施例中”等并不一定都指相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，具体特征、结构或特性可以任何合适的方式进行组合。因此，在无限制的情形下，结合一个实施例示出或描述的具体特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构或特性进行组合。这种修改和变型旨在包括在本申请的范围之内。
本申请提出的声音数据处理装置可以是显示设备。
图1为根据实施例中显示设备与控制装置之间操作场景的示意图。如图1所示，用户可通过智能设备300或控制装置100操作显示设备200。
在一些实施例中，控制装置100可以是遥控器，遥控器和显示设备的通信包括红外协议通信或蓝牙协议通信，及其他短距离通信方式，通过无线或有线方式来控制显示设备200。用户可以通过遥控器上按键、语音输入、控制面板输入等输入用户指令，来控制显示设备200。
在一些实施例中，也可以使用智能设备300(如移动终端、平板电脑、计算机、笔记本电脑等)以控制显示设备200。例如，使用在智能设备上运行的应用程序控制显示设备200。
在一些实施例中，显示设备200还可以采用除了控制装置100和智能设备300之外的方式进行控制，例如，可以通过显示设备200设备内部配置的获取语音指令的模块直接接收用户的语音指令控制，也可以通过显示设备200设备外部设置的语音控制设备来接收用户的语音指令控制。
在一些实施例中，显示设备200还与服务器400进行数据通信。可允许显示设备200通过局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)和其他网络进行通信连接。服务器400可以向显示设备200提供各种内容和互动。服务器400可以是一个集群，也可以是多个集群，可以包括一类或多类服务器。
图2示例性示出了根据示例性实施例中控制装置100的配置框图。如图2所示，控制装置100包括控制器110、通信接口130、用户输入/输出接口140、存储器、供电电源。控制装置100可接收用户的输入操作指令，且将操作指令转换为显示设备200可识别和响应的指令，起用用户与显示设备200之间交互中介作用。
图3示出了根据示例性实施例中显示设备200的硬件配置框图。
在一些实施例中，显示设备200包括调谐解调器210、通信器220、检测器230、外部装置接口240、控制器250、显示器260、音频输出接口270、存储器、供电电源、用户接口中的至少一种。
在一些实施例中控制器包括处理器，视频处理器，音频处理器，图形处理器，RAM，ROM，用于输入/输出的第一接口至第n接口。
在一些实施例中，显示器260包括用于呈现画面的显示屏组件，以及驱动图像显示的驱动组件，用于接收源自控制器输出的图像信号，进行显示视频内容、图像内容以及菜单操控界面的组件以及用户操控UI界面。
在一些实施例中，显示器260可为液晶显示器、OLED显示器、以及投影显示器，还可以为一种投影装置和投影屏幕。
在一些实施例中，通信器220是用于根据各种通信协议类型与外部设备或服务器进行通信的组件。例如：通信器可以包括Wifi模块，蓝牙模块，有线以太网模块等其他网络通信协议芯片或近场通信协议芯片，以及红外接收器中的至少一种。显示设备200可以通过通信器220与外部控制设备100或服务器400建立控制信号和数据信号的发送和接收。
在一些实施例中，用户接口，可用于接收控制装置100(如：红外遥控器等)的控制信号。
在一些实施例中，检测器230用于采集外部环境或与外部交互的信号。例如，检测器230包括光接收器，用于采集环境光线强度的传感器；或者，检测器230包括图像采集器，如摄像头，可以用于采集外部环境场景、用户的属性或用户交互手势，再或者，检测器230包括声音采集器，如麦克风等，用于接收外部声音。
在一些实施例中，外部装置接口240可以包括但不限于如下：高清多媒体接口(HDMI)、模拟或数据高清分量输入接口(分量)、复合视频输入接口(CVBS)、USB输入接口(USB)、RGB端口等任一个或多个接口。也可以是上述多个接口形成的复合性的输入/输出接口。
在一些实施例中，调谐解调器210通过有线或无线接收方式接收广播电视信号，以及从多个无线或有线广播电视信号中解调出音视频信号，如以及EPG数据信号。
在一些实施例中，控制器250和调谐解调器210可以位于不同的分体设备中，即调谐解调器210也可在控制器250所在的主体设备的外置设备中，如外置机顶盒等。
在一些实施例中，控制器250，通过存储在存储器上中各种软件控制程序，来控制显示设备的工作和响应用户的操作。控制器250控制显示设备200的整体操作。例如：响应于接收到用于选择在显示器260上显示UI对象的用户命令，控制器250便可以执行与由用户命令选择的对象有关的操作。
在一些实施例中，所述对象可以是可选对象中的任何一个，例如超链接、图标或其他可操作的控件。与所选择的对象有关操作有：显示连接到超链接页面、文档、图像等操作，或者执行与所述图标相对应程序的操作。
在一些实施例中控制器包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，视频处理器，音频处理器，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，RAM Random AccessMemory，RAM)，ROM(Read-Only Memory,ROM)，用于输入/输出的第一接口至第n接口，通信总线(Bus)等中的至少一种。
CPU处理器。用于执行存储在存储器中操作系统和应用程序指令，以及根据接收外部输入的各种交互指令，来执行各种应用程序、数据和内容，以便最终显示和播放各种音视频内容。CPU处理器，可以包括多个处理器。如，包括一个主处理器以及一个或多个子处理器。
在一些实施例中，图形处理器，用于产生各种图形对象，如：图标、操作菜单、以及用户输入指令显示图形等。图形处理器包括运算器，通过接收用户输入各种交互指令进行运算，根据显示属性显示各种对象；还包括渲染器，对基于运算器得到的各种对象，进行渲染，上述渲染后的对象用于显示在显示器上。
在一些实施例中，视频处理器，用于将接收外部视频信号，根据输入信号的标准编解码协议，进行解压缩、解码、缩放、降噪、帧率转换、分辨率转换、图像合成等视频处理，可得到直接可显示设备200上显示或播放的信号。
在一些实施例中，视频处理器，包括解复用模块、视频解码模块、图像合成模块、帧率转换模块、显示格式化模块等。其中，解复用模块，用于对输入音视频数据流进行解复用处理。视频解码模块，用于对解复用后的视频信号进行处理，包括解码和缩放处理等。图像合成模块，如图像合成器，其用于将图形生成器根据用户输入或自身生成的GUI信号，与缩放处理后视频图像进行叠加混合处理，以生成可供显示的图像信号。帧率转换模块，用于对转换输入视频帧率。显示格式化模块，用于将接收帧率转换后视频输出信号，改变信号以符合显示格式的信号，如输出RGB数据信号。
在一些实施例中，音频处理器，用于接收外部的音频数据，根据输入信号的标准编解码协议，进行解压缩和解码，以及降噪、数模转换、和放大处理等处理，得到可以在扬声器中播放的声音信号。
在一些实施例中，用户可在显示器260上显示的图形用户界面(GUI)输入用户命令，则用户输入接口通过图形用户界面(GUI)接收用户输入命令。或者，用户可通过输入特定的声音或手势进行输入用户命令，则用户输入接口通过传感器识别出声音或手势，来接收用户输入命令。
在一些实施例中，“用户界面”，是应用程序或操作系统与用户之间进行交互和信息交换的介质接口，它实现信息的内部形式与用户可以接受形式之间的转换。用户界面常用的表现形式是图形用户界面(Graphic User Interface，GUI)，是指采用图形方式显示的与计算机操作相关的用户界面。它可以是在电子设备的显示屏中显示的一个图标、窗口、控件等界面元素，其中控件可以包括图标、按钮、菜单、选项卡、文本框、对话框、状态栏、导航栏、Widget等可视的界面元素。
在一些实施例中，显示设备的系统可以包括内核(Kernel)、命令解析器(shell)、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起组成了基本的操作系统结构，它们让用户可以管理文件、运行程序并使用系统。上电后，内核启动，激活内核空间，抽象硬件、初始化硬件参数等，运行并维护虚拟内存、调度器、信号及进程间通信(IPC)。内核启动后，再加载Shell和用户应用程序。应用程序在启动后被编译成机器码，形成一个进程。
显示设备的系统可以包括内核(Kernel)、命令解析器(shell)、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起组成了基本的操作系统结构，它们让用户可以管理文件、运行程序并使用系统。上电后，内核启动，激活内核空间，抽象硬件、初始化硬件参数等，运行并维护虚拟内存、调度器、信号及进程间通信(IPC)。内核启动后，再加载Shell和用户应用程序。应用程序在启动后被编译成机器码，形成一个进程。
参见图4，在一些实施例中，将系统分为四层，从上至下分别为应用程序(Applications)层(简称“应用层”)，应用程序框架(Application Framework)层(简称“框架层”)，安卓运行时(Android runtime)和系统库层(简称“系统运行库层”)，以及内核层。
在一些实施例中，应用程序层中运行有至少一个应用程序，这些应用程序可以是操作系统自带的窗口(Window)程序、系统设置程序或时钟程序等；也可以是第三方开发者所开发的应用程序。在具体实施时，应用程序层中的应用程序包不限于以上举例。
框架层为应用程序提供应用编程接口(application programming interface，API)和编程框架。应用程序框架层包括一些预先定义的函数。应用程序框架层相当于一个处理中心，这个中心决定让应用层中的应用程序做出动作。应用程序通过API接口，可在执行中访问系统中的资源和取得系统的服务。
如图4所示，本申请实施例中应用程序框架层包括管理器(Managers)，内容提供者(Content Provider)等，其中管理器包括以下模块中的至少一个：活动管理器(ActivityManager)用与和系统中正在运行的所有活动进行交互；位置管理器(Location Manager)用于给系统服务或应用提供了系统位置服务的访问；文件包管理器(Package Manager)用于检索当前安装在设备上的应用程序包相关的各种信息；通知管理器(NotificationManager)用于控制通知消息的显示和清除；窗口管理器(Window Manager)用于管理用户界面上的括图标、窗口、工具栏、壁纸和桌面部件。
在一些实施例中，活动管理器用于管理各个应用程序的生命周期以及通常的导航回退功能，比如控制应用程序的退出、打开、后退等。窗口管理器用于管理所有的窗口程序，比如获取显示屏大小，判断是否有状态栏，锁定屏幕，截取屏幕，控制显示窗口变化(例如将显示窗口缩小显示、抖动显示、扭曲变形显示等)等。
在一些实施例中，系统运行库层为上层即框架层提供支撑，当框架层被使用时，安卓操作系统会运行系统运行库层中包含的C/C++库以实现框架层要实现的功能。
在一些实施例中，内核层是硬件和软件之间的层。如图4所示，内核层至少包含以下驱动中的至少一种：音频驱动、显示驱动、蓝牙驱动、摄像头驱动、WIFI驱动、USB驱动、HDMI驱动、传感器驱动(如指纹传感器，温度传感器，压力传感器等)、以及电源驱动等。
在一些实施例中的硬件或软件架构可以基于上述实施例中的介绍，在一些实施例中可以是基于相近的其他硬件或软件架构，可以实现本申请的技术方案即可。
在一些实施例中，显示设备启动后可以直接进入上次选择信号源的显示界面，或者信号源选择界面，其中信号源可以时预置的视频点播程序，还可以是HDMI接口，直播电视接口，还可以是通过移动终端投屏的视频资源等中的至少一种，用户选择不同的信号源后，显示器可以显示不同信号源获取的视频，包括多声道视频和双声道视频。双声道视频可以解码为左、右声道信号。多声道视频根据视频不同解码声道也不同，例如，2.1声道视频可解码为左、右声道信号和低音声道信号；5.1声道的视频可解码成中置声道信号，左、右声道信号，左、右环绕声道信号和低音声道信号；5.1.2声道可以解码生成中置声道信号，左、右声道信号，左、右环绕声道信号和重低音声道信号，左、右天空音声道信号；7.1声道的视频可以解码为中置声道信号，左、右声道信号，左前、右前、左后、右后环绕数据和重低音声道信号。
传统显示设备通常只配置两个扬声器，只用于播放左右声道信号；视频声音通过微控制器解码为PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)数据，PCM数据通过I2S(Inter-IC Sound)总线传输到功放电路，驱动两个扬声器发出声音，两个扬声器构成一组扬声器。当智能电视播放双声道视频时，将视频声音解码为左右声道信号后通过两个扬声器发出声音；当智能电视播放多声道视频时，除左右声道信号以外的其他声道信号需向下混合于左右声道信号中，通过仅有的两个扬声器发出声音。
为了播放多声道视频的各声道信号，本申请的部分实施例中提供一种声音数据处理装置，所述声音数据处理装置包括M组扬声器、音频解码电路和M个功放电路。
音频解码电路，所述音频解码电路被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后多个单一声道信号，根据音频解码电路的输出总线个数N，混音成N路声道信号，所述N路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号；M个功放电路，包括用于接收单一声道信号的功放电路和用于接收混合声道信号的功放电路；每一个功放电路与一组扬声器相对应；其中，至少两个所述功放电路用于接收同一路所述混合声道信号；M、N均为正整数，且M＞N。
用于接收单一声道信号的功放电路，被配置为对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；用于接收混合声道信号的功放电路，被配置为对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。用于接收同一路所述混合声道信号的不同功放电路，对所述混合声道信号进行过滤方式不同。
声音数据处理装置可以是显示设备，如图5所示，为四组扬声器在显示设备中的分布示意图，设置在显示器的后壳内，每组扬声器可以采用对称设置，使得用户左右耳听起来声音效果一致；在显示器的上方设置有天空音左、右扬声器，在显示器的下方依次设有低音左扬声器、环绕音左扬声器，主音左扬声器，主音右扬声器，环绕音右扬声器，低音右扬声器。例如，飞机飞过的声音，通过上方设置的天空音左、右扬声器让使用者感受的声音立体播放感更强。
如图6所示，音频解码电路获取视频的音频数据，音频解码电路可以是或着包含SOC(System-on-a-chip，系统单芯片)芯片，通过SOC芯片将音频数据解码成不同的声道信号，即PCM数据，PCM数据通过预设不同的I2S总线传输给对应功放电路，功放电路包括主音功放电路、低音功放电路、天空音功放电路、环绕音功放电路，且4种功放电路与4组扬声器相对应。其中，SOC芯片支持三路I2S总线音频通道，每一路I2S总线音频通道传输一种声道信号，不同的声道信号由视频的音频数据以及音频数据的声道数决定。对于图5和图6所示的多组扬声器，包括一组主音左、右扬声器，一组低音左、右扬声器，一组天空音左、右扬声器，一组环绕音左、右扬声器。
实际应用中，视频根据音频数据的声道数一般分为多声道视频和双声道视频。不同的声道信号可以包括左右声道信号，中置声道信号，环绕声道信号，低音声道信号，天空音声道信号等单一声道信号以及混合声道信号，所述混合声道信号包括多种单一声道信号。不同的声道信号需要根据视频的音频数据决定。比如2.1声道视频可解码为左、右声道信号和低音声道信号2种单一声道信号；5.1声道的视频可解码成中置声道信号，左、右声道信号，左、右环绕声道信号和低音声道信号4种单一声道信号。
由于音频解码电路的输出总线个数N小于扬声器的组数M，所以当音频数据解码出声道数大于等于扬声器的组数，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数N，混音成N路声道信号，所述N路声道信号包括至少1路混合声道信号和单一声道信号；在一种实施例中，当多声道视频的音频数据解码成左右声道信号、低音声道信号、环绕低音声道信号和天空音声道信号4种单一声道信号；将所述左右声道信号和所述低音声道信号2种单一声道信号打包混音得到混合声道信号；所述混合声道信号通过图6中第三个I2S-3总线；将所述混合声道信号通过主音功放电路，过滤掉小于等于预设频率的声道信号，驱动一组主音左、右扬声器；将所述混合声道信号通过低音功放电路，过滤掉大于预设频率的声道信号，驱动一组低音左、右扬声器。天空音声道信号通过图6中第一个I2S-1总线，通过天空音功放电路，驱动一组天空音左、右扬声器。环绕声道信号通过图6中第二个I2S-2总线，通过环绕音功放电路，驱动一组环绕音左、右扬声器。
对应图7的电路示意图，音频数据通过SOC解码后，天空音声道信号通过图7中第一个I2S-1总线，通过天空音AMP(amplifier，功率放大器)，驱动一组天空音左、右扬声器。环绕声道信号通过图7中第二个I2S-2总线，通过环绕音AMP，驱动一组环绕音左、右扬声器。所述混合声道信号通过图6中第三个I2S-3总线；将所述混合声道信号通过主音AMP，过滤掉小于等于预设频率的声道信号，驱动一组主音左、右扬声器；将所述混合声道信号通过低音AMP，过滤掉大于预设频率的声道信号，驱动一组低音左、右扬声器。
在一种实施方式种，当音频数据的解码后声道包括左右声道信号，中置声道信号，环绕声道信号，低音声道信号，天空音声道信号5种单一声道信号，将左右声道信号、低音声道信号和中置声道信号3种单一声道信号打包混音得到混合声道信号，即所述混合声道信号包括三种单一声道信号，所述混合声道信号通过图6中第三个I2S-3总线；将所述混合声道信号中过滤掉小于等于预设频率的声道信号，通过主音功放电路，驱动一组主音左、右扬声器；将所述混合声道信号中过滤掉大于预设频率的声道信号，通过低音功放电路，驱动一组低音左、右扬声器。天空音声道信号通过图6中第一个I2S-1总线，通过天空音功放电路，驱动一组天空音左、右扬声器。环绕声道信号通过图6中第二个I2S-2总线，通过环绕音功放电路，驱动一组环绕音左、右扬声器。
上述两种基于音频解码电路的输出总线个数小于扬声器的组数前提下，音频数据解码出的声道数都大于等于扬声器的组数实施例中，根据预设频率，通过低音功放电路过滤掉高频数据，通过低频数据；主音功放电路滤掉低频数据，通过高频数据；实现低音声道信号和左右声道信号的分离以及输出，保证对应扬声器的发生，也就是用于接收同一路所述混合声道信号的不同功放电路，对所述混合声道信号进行过滤方式不同；其中由于低频数据不区分左右声道，所以低音左、右扬声器播放相同的声音。用于接收同一路所述混合声道信号的不同功放电路，对所述混合声道信号进行过滤方式不同，本实施例，通过不同频率范围来进行过滤，可以根据频率小于等于300HZ的声道信号为低音，频率大于300HZ的声道信号为主音。所述预设频率也可以是350HZ，根据实际应用设定。
其中，PCM脉冲编码调制，模拟语音信号经过采样量化以及一定数据排列得到PCM数据，理论上可以传输单声道，双声道立体声和多声道，I2S是对原始PCM进行数据排序处理；I2S是音频数字化后数据排列的一种格式，传输的就是PCM，支持单声道和立体声。
在一些实施例中，音频解码电路中也可以是或者包含其他音频微控制器芯片，对音频数据进行解码，解码成不同的声道信号。
在一种实施例中，如图8所示，具有另一种多组扬声器的硬件配框图，同样具备四组扬声器，包括一组主音左、右扬声器，一组低音左、右扬声器，一组天空音左、右扬声器，一组中置音左、右扬声器；当多声道视频可解码出的不同的声道信号包括左右声道信号、所述低音声道信号、中置声道信号和天空音声道信号。将所述左右声道信号和所述低音声道信号打包混音，得到混合声道信号。所述混合声道信号通过图8中第三个I2S-3总线；将所述混合声道信号中过滤掉小于等于预设频率的声道信号，通过主音功放电路，驱动一组主音左、右扬声器；将所述混合声道信号中过滤掉大于预设频率的声道信号，通过低音功放电路，驱动一组低音左、右扬声器。天空音声道信号通过图8中第一个I2S-1总线，通过天空音功放电路，驱动一组天空音左、右扬声器。中置声道信号通过图8中第二个I2S-2总线，通过中置音功放电路，驱动一组中置音左、右扬声器。
在一些实施例中，视频中解码出4个环绕声道信号，包括左前环绕、右前环绕、左后环绕、右后环绕，则音频解码电路将左前环绕和左后环绕、右后环绕和右前环绕打包混音后，得到单一声道信号，通过I2S通路传送给环绕音功放电路，驱动环绕音左右扬声器发声。
由于音频解码电路的输出总线个数小于扬声器的组数，所以当音频数据解码出声道数小于扬声器的组数，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数N，将所述音频数据虚拟生成M组扬声器对应的至少1路混合声道信号和单一声道信号。
在上述过程的具体实现之前中，也就是获取当前声音数据处理装置的音效状态，以及，当前视频的声道模式之前，根据音频解码电路的输出模式，初始化所述音频解码电路和不同的功放电路。
在一些实施例中，设置SOC芯片的输出模式，对于SOC芯片来说，其输出总线个数是3；并且通过SOC芯片对应3路I2S总线来进行声道信号的处理，例如，通过1、2、3对I2S进行区分，I2S-1表示第一路，通过天空音声道信号，I2S-2表示第二路，通过环绕声道信号，I2S-3表示第三路，通过主音和低音混合声道信号，实现不同I2S总线对应不同声道信号的传输。
依次对功放电路进行初始化，通过SOC芯片发送初始化指令到功放电路完成初始化，其初始化文件为bin文件的方式存储，bin文件是二进制文件。不同的功放电路对应不用的bin文件。例如，bin文件可以是如下格式：
1.0x01,0x7E,0x00,
2.0x04,0x37,0x0A,0x0F,0x6A,0xD5,
3.0x04,0x38,0x0B,0x0F,0x6A,0xD5,
4.0x00.
其中，每行第一个十六进制值为寄存器的数值的个数。第二个十六进制值为寄存器的地址，第三个至每行结束为寄存器的写入值。最后一行0x00为结束标识符。
因此，上述文件中，第一行表示：SOC芯片通过I2C向0X7E寄存器写入一个值为0x00；第二行表示：SOC芯片通过I2C向0x37寄存器写入4个值为0x0A，0x0F，0x6A，0xD5。
基于上述对于视频中不同声道信号的处理方式，所述声音数据处理装置还包括控制器，被配置为：获取当前声音数据处理装置的音效状态，所述音效状态包括开启和关闭；当音效状态开启时，提供给M组扬声器播放不同声道信号，即上述提出将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数N，混音成N路声道信号，所述N路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号的情况；当音效状态关闭时，提供给M组扬声器播放相同声道信号。
由以上技术方案可知，本申请提供一种声音数据处理装置，包括M组扬声器、音频解码电路和M个功放电路。音频解码电路被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数N，混音成N路声道信号，所述N路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号；M个功放电路，包括用于接收单一声道信号的功放电路和用于接收混合声道信号的功放电路；每一个功放电路与一组扬声器相对应；其中，至少两个所述功放电路用于接收同一路所述混合声道信号；M、N均为正整数，且M＞N；所述用于接收单一声道信号的功放电路，被配置为对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；所述用于接收混合声道信号的功放电路，被配置为对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；用于接收同一路所述混合声道信号的不同功放电路；使得声音数据处理装置对声道划分全面且多组扬声器多方位发声。
本申请的部分实施例中，还提供一种声音数据处理方法，如图9所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、获取当前声音数据处理装置的音效状态。
所述音效状态包括开启和关闭，当音效状态开启时，声音数据处理装置的多组扬声器发出不同的声道信号，给用户提供立体多声道的听觉体验。当音效状态关闭时，其播放效果仅用于发出基本的左右声道信号。
步骤S2、获取当前视频的音频数据和所述音频数据的声道数；视频的音频数据，可以分为不同的声道信号，例如2.1声道视频可解码为左、右声道信号和低音声道信号；5.1声道的视频可解码成中置声道信号，左、右声道信号，左、右环绕声道信号和低音声道信号。
当声音数据处理装置的音效状态开启时，判断所述音频数据的声道数是否大于等于扬声器的组数。
当所述音频数据的声道数大于等于扬声器的组数时，此时，声音数据处理装置对声道划分全面且具有足够的声道信号来提供给M组扬声器进行播放，执行步骤S3、将所述音频数据解码成至少1路混合声道信号和单一声道信号；步骤S4、对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；步骤S5、对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。
当所述音频数据的声道数小于扬声器的组数时，此时，声音数据处理装置对声道划分不足以提供足够的声道信号来提供给M组扬声器进行播放，可能是缺一路声道信号，也可能是缺两路声道信号；首先执行步骤S6、将所述音频数据通过音效处理虚拟生成至少1路混合声道信号和单一声道信号；补充完整所需的声道信号后，再进行过滤和/或放大来进行播放，具体为步骤S7、对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；步骤S8、对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。
在一些实施例中，将所述音频数据通过音效处理虚拟生成至少1路混合声道信号和单一声道信号的过程中，虚拟生成所需的声道信号有很多现有的技术手段，这里不做过多描述。
当声音数据处理装置的音效状态关闭时，判断所述音频数据的声道数是否大于等于扬声器的组数。
当所述音频数据的声道数大于等于扬声器的组数时，执行步骤S9、将所述音频数据向下混音成左右声道信号，以及复制所述左右声道信号至不同的声道信号；当所述音频数据的声道数小于扬声器的组数时，执行步骤S10、将音频数据复制到不同的声道信号。
在获取当前声音数据处理装置的音效状态之前，还包括：根据音频解码电路的输出模式，初始化所述音频解码电路和不同的功放电路。
在一些实施例中，根据音频数据的声道数将视频划分为多声道视频和双声道视频，当以多声道视频和双声道视频来判断时，包括：
当声音数据处理装置的音效状态开启且视频为多声道视频时，将所述音频数据解码成至少1路混合声道信号和单一声道信号；对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。
当声音数据处理装置的音效状态开启且视频为双声道视频时，将所述音频数据通过音效处理虚拟生成至少1路混合声道信号和单一声道信号；补充完整所需的声道信号后，再对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。
当声音数据处理装置的音效状态关闭且视频为多声道视频时，将所述音频数据向下混音成左右双声道信号，以及复制所述左右双声道信号至不同的声道信号。
当声音数据处理装置的音效状态关闭且视频为双声道视频时，将音频数据复制到不同的声道信号。
由以上技术方案可知，本申请提供一种声音数据处理方法，所述方法包括如下步骤：获取当前声音数据处理装置的音效状态，以及，当前视频的音频数据和所述音频数据的声道数；如果所述音效状态开启且所述音频数据的声道数大于等于扬声器的组数，将所述音频数据解码成至少1路混合声道信号和单一声道信号；对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；使得声音数据处理装置对声道划分全面且多组扬声器多方位发声。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种声音数据处理装置，其特征在于，包括：
M组扬声器；
音频解码电路，所述音频解码电路被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数N，混音成N路声道信号，所述N路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号；
M个功放电路，包括用于接收单一声道信号的功放电路和用于接收混合声道信号的功放电路；每一个功放电路与一组扬声器相对应；
其中，至少两个所述功放电路用于接收同一路所述混合声道信号；M、N均为正整数，且M＞N；
所述用于接收单一声道信号的功放电路，被配置为对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；
所述用于接收混合声道信号的功放电路，被配置为对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。
2.根据权利要求1所述声音数据处理装置，其特征在于，用于接收同一路所述混合声道信号的不同功放电路，对所述混合声道信号进行过滤方式不同。
3.根据权利要求1所述声音数据处理装置，其特征在于，还包括控制器，被配置为：
获取当前声音数据处理装置的音效状态，所述音效状态包括开启和关闭；
当音效状态开启时，提供给M组扬声器播放不同声道信号；
当音效状态关闭时，提供给M组扬声器播放相同声道信号。
4.根据权利要求1所述声音数据处理装置，其特征在于，包括：
4组扬声器，包括一组主音左、右扬声器，一组低音左、右扬声器，一组天空音左、右扬声器和一组环绕音左、右扬声器；
音频解码电路，被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数3，混音成3路声道信号，所述3路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号；
4种功放电路，所述4种功放电路包括用于接收混合声道信号的主音功放电路和低音功放电路，以及，用于接收单一声道信号的天空音功放电路和环绕音功放电路，且每一个功放电路与一组扬声器相对应。
5.根据权利要求4所述声音数据处理装置，其特征在于，所述音频解码电路被配置为：
将音频数据解码成左右声道信号、低音声道信号、环绕低音声道信号和天空音声道信号；
将所述左右声道信号和所述低音声道信号打包混音得到混合声道信号；
将所述混合声道信号通过主音功放电路，过滤掉小于等于预设频率的声道信号，驱动一组主音左、右扬声器；
将所述混合声道信号通过低音功放电路，过滤掉大于预设频率的声道信号，驱动一组低音左、右扬声器；
将天空音声道信号通过天空音功放电路，驱动一组天空音左、右扬声器；
将环绕声道信号通过环绕音功放电路，驱动一组环绕音左、右扬声器。
6.根据权利要求1所述声音数据处理装置，其特征在于，包括：
4组扬声器，包括一组主音左、右扬声器，一组低音左、右扬声器，一组天空音左、右扬声器和一组中置音左、右扬声器；
音频解码电路，被配置为获取音频数据，以及，将所述音频数据解码后，根据音频解码电路的输出总线个数3，混音成3路声道信号，所述3路声道信号包括单一声道信号和至少1路混合声道信号；
4种功放电路，所述4种功放电路包括用于接收混合声道信号的主音功放电路和低音功放电路，以及，用于接收单一声道信号的天空音功放电路和中置音功放电路，且每一个功放电路与一组扬声器相对应。
7.根据权利要求6所述声音数据处理装置，其特征在于，所述音频解码电路被配置为：
将音频数据解码成左右声道信号、低音声道信号、中置声道信号和天空音声道信号；
将所述左右声道信号和所述低音声道信号打包混音得到混合声道信号；
将所述混合声道信号通过主音功放电路，过滤掉小于等于预设频率的声道信号，驱动一组主音左、右扬声器；
将所述混合声道信号通过低音功放电路，过滤掉大于预设频率的声道信号，驱动一组低音左、右扬声器；
将天空音声道信号通过天空音功放电路，驱动一组天空音左、右扬声器；
将中置声道信号通过中置音功放电路，驱动一组中置音左、右扬声器。
8.一种声音数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前声音数据处理装置的音效状态，以及，当前视频的音频数据和所述音频数据的声道数；
如果所述音效状态开启且所述音频数据的声道数大于等于扬声器的组数，将所述音频数据解码成单一声道信号和至少1路混合声道信号；
对所述单一声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器；
对所述混合声道信号进行过滤，以及对过滤后的声道信号进行放大，并将放大后的声道信号提供给相应的扬声器。
9.根据权利要求8所述声音数据处理方法，其特征在于，对于同一路所述混合声道信号的不同功放电路，对所述混合声道信号的过滤方式不同。
10.根据权利要求8所述声音数据处理方法，其特征在于，获取当前视频的音频数据和所述音频数据的声道数之后，所述方法还包括：
如果所述音效状态开启且所述音频数据的声道数小于扬声器的组数，将所述音频数据通过音效处理虚拟生成至少1路混合声道信号和单一声道信号；
如果所述音效状态关闭且所述音频数据的声道数大于等于扬声器的组数，将所述音频数据向下混音成左右声道信号，以及复制所述左右声道信号至不同的声道信号；
如果所述音效状态关闭且所述音频数据的声道数小于扬声器的组数，将音频数据复制到不同的声道信号。
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